专利名称：一种铍青铜合金流变成形方法
技术领域：
本发明涉及一种制备近球晶铜合金半固态浆料的方法，属半固态合金成形方法技 术领域。
背景技术：
铍青铜是一种综合性能优良的有色合金弹性材料，是一种可锻和可铸合金，主要 用来制作各种高级弹性元件和电子元件。铍青铜合金属时效析出强化的铜基合金，经淬 火时效处理后具有高的强度、硬度、弹性极限，并且稳定性好，具有耐蚀、耐磨、耐疲劳、耐低 温、无磁性、导电导热性好、冲击时不会产生火花等一系列优点，被誉为“有色弹性材料之 王”。铍青铜材料基本上分为高强高弹性铍青铜合金(含铍量为1. 6% 2. 1% )和高导电 铍青铜合金(含铍量为0. 2% 0. 7% )；按产品成型方式分为加工合金和铸造合金。近年 来，铍青铜合金应用范围在逐步扩大，广泛用于电子电器、通讯仪器、航空航天、石油化工、 冶金矿山、汽车家电、机械制造等多种领域，已经成为国民经济建设中不缺少的重要工业材 料。半固态成形或半固态加工技术是将含有非枝晶固相的固液混合物在凝固温度范 围内加工成形的一种材料成形技术。从20世纪70年代开始，世界上许多国家对半固态 成形技术相继投资并开展了大量研究工作，许多成果已经应用于工业化生产。1990-2006 年，先后召开了 9届合金与复合材料半固态成形国际会议(InternationalConference on semi-solid processing of Alloys and Composites),标志着半固态成形技术已经弓|起了 世界工业界的广泛重视。半固态成形技术被公认为21世纪最有前途的轻合金近净成形技 术，包括触变成形和流变成形两条成形路线。经过30多年的发展，半固态成形技术经历了 从流变成形到触变成形再到流变成形的螺旋式发展历程。虽然触变成形在工业生产中已 经取得了成功应用，但经多年的生产实践和深入研究发现触变成形存在三大工业缺陷第 一，传统的电磁搅拌功率大、效率低、能耗高、设备投资大，制备半固态坯料时额外高出大约 40%的费用，并且电磁搅拌制备的半固态坯料的成分(微观偏析)和微观结构不均勻(晶 粒形状和晶粒分布)；第二，重熔加热半固态坯料的能耗高，坯料表面氧化严重，流失金属 约占坯料重量的5-12% ；第三，浇注系统和废品不能马上回收，必须返回坯料制备车间或坯 料供应者的生产厂，增加了生产成本，成形复杂零件时遇到困难，生产过程中控制任务重。 为了解决上述问题，进一步降低生产成本，近年来，半固态成形技术领先国家将流变成形技 术作为降低成本的主攻方向，因该工艺具有流程短、材料损失少、节能低耗，易被中小型生 产厂接受，被认为更具有工业应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种低转速管输送制备近球晶铍青铜半固态浆料的方法，它 是一种高效、优质和低成本的流变成形方法。本发明是以下技术方案实现的。
1、熔炼、精炼合金熔体将铍青铜合金高温熔化，加入脱氧剂、精炼剂等精炼，然后 将铍青铜合金熔体冷却到浇注温度1000-1200°C，保温10-20min ；2、旋转浇注阶段先将旋转浇注管预热至800-1000°C，控制转浇注管转速为 30-160r/min，旋转浇注管倾角为6-30°，将上述铍青铜合金熔体通过导向管浇入旋转浇注 管，铍青铜合金熔体流经旋转浇注管，在旋转浇注管急冷和搅拌作用下，铍青铜合金熔体发 生激核并游离。3、控制晶粒生长阶段先将结晶器预热至800-1100°C，铍青铜合金熔体经旋转浇 注管进入结晶器，控制结晶器温度，通过缓慢冷却和保温两个环节，促使初生相呈近球形生长。整个制备过程是在一个完全封闭的环境中完成，可有效的防止合金熔体的氧化。本发明的有益效果是浆料制备工艺流程短、能耗低、效率高、设备简单、结构紧 凑、适用性强，特别适合于我国中小型压铸企业；适用铍青铜和铜钙合金。
图1为本发明实施例1所获得的浆料微观图。图2为本发明实施例2所获得的浆料微观图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明。本发明所述实施例的材料为铍青铜，其化学成分(质量分数，％ )为Be 0. 2 0. 4，Ni 0. 6，余量为 Cu。实施例1。本实施例的具体工艺过程如下1)将铍青铜合金在真空中频炉内进行1350°C高温熔化，并精炼半小时；之后将铍青铜合金熔体冷却到浇注温度1200°C，保温lOmin，使铍青铜合金熔体 的温度和化学成分均勻化。2)旋转浇注。当铍青铜合金熔体达到工艺要求后，通过导向管浇入转动输送管。 转动输送管控制参数为材料为不锈钢管，预热温度为900°C，转速为30r/min，旋转浇注管 倾角为6°。启动温度控制系统，使得输送管内壁的温度保持在900°C 士 10°C。3)铍青铜合金熔体流入结晶炉。在上述工艺下，达到的指标为A、设备工作正常，旋转浇注工艺流程用时大约Imin ；B、结晶炉的中部、顶部和底部的冷却路径基本一致，温度偏差不大；C、各工艺环节的温控精度为士 10°C图1为本实施例获得的浆料微观结构，初生相为近球形且分布均勻，为理想的半 固态组织。实施例2。1)将铍青铜合金在真空中频炉内进行1350°C高温熔化，并精炼半小时；之后将铍青铜合金熔体冷却到浇注温度1000°C，保温lOmin，使铍青铜合金熔体
4的温度和化学成分均勻化。2)旋转浇注。当铍青铜合金熔体达到工艺要求后，通过导向管浇入转动输送管。 转动输送管控制参数为材料为不锈钢管，预热温度为950°C，转速为160r/min，旋转浇注 管倾角为30°。启动温度控制系统，使得输送管内壁的温度保持在950°C 士 10°C。3)铍青铜合金熔体流入结晶炉。在上述工艺下，达到的指标为A、设备工作正常，旋转浇注工艺流程用时大约Imin ；B、结晶炉的中部、顶部和底部的冷却路径基本一致，温度偏差不大；C、各工艺环节的温控精度为士 10°C图2为本实施例获得的浆料微观结构，初生相为近球形且分布均勻，为理想的半 固态组织。
权利要求
一种铍青铜合金流变成形方法，其特征是(1)将铍青铜合金高温熔化，加入脱氧剂、精炼剂精炼，然后将合金熔体冷却到浇注温度1000 1200℃，保温10 20min；(2)先将旋转浇注管预热至800 1000℃，控制转浇注管转速为30 160r/min，倾角为6 30°，将上述合金熔体通过导向管浇入旋转浇注管；(3)铍青铜合金熔体经旋转浇注管进入预热至800 1100℃的结晶器，控制结晶器温度，通过缓慢冷却和保温两个环节，促使初生相呈近球形生长。
全文摘要
一种铍青铜合金流变成形方法，其特征是(1)将铍青铜合金高温熔化，加入脱氧剂、精炼剂精炼，然后将合金熔体冷却到浇注温度1000-1200℃，保温10-20min；(2)先将旋转浇注管预热至800-1000℃，控制转浇注管转速为30-160r/min，倾角为6-30°，将上述合金熔体通过导向管浇入旋转浇注管；(3)铍青铜合金熔体经旋转浇注管进入预热至800-1100℃的结晶器，控制结晶器温度，通过缓慢冷却和保温两个环节，促使初生相呈近球形生长。本发明工艺流程短、能耗低、效率高、设备简单、结构紧凑、适用性强，特别适合于我国中小型压铸企业，适用铍青铜和铜钙合金。
文档编号C22C9/00GK101982260SQ20101051045
公开日2011年3月2日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者杨湘杰, 王明, 金华兰 申请人:南昌大学